激光捷联惯性导航系统.docx

HT-LG-H激光捷联惯性导航系统使用说明书1概述HT-LG-H激光捷联惯性导航系统（以下简称惯导系统）是陕西航天长城测控有 限公司研制的高精度自主寻北、惯性组合 导航系统该惯导系统由高精度激光陀螺、石英挠性加计、加计采集板、导航计算机、二次电源等部件组成，能够满足航空、陆用等设备的高精度定向/定位等功能的需 求系统采用集成化，数字化、先进的对准导航算法等设计技术，具有高可靠性 和环境适应性，可在阵风、发动机工作等严酷环境条件下完成高精度寻北；具备 纯惯性导航功能，同时系统自带GPS/GLONASS卫星接收机，具有INS/GNSS组合 导航功能；对外通信方式为RS-422总线2主要功能与性能2.1主要功能2.1.1自检功能具备上电自检功能，可输出自检结果，可将故障分离到部件级2.1.2初始标定功能接受外部输入的初始标定信息并完成初始标定2.1.3寻北功能接受寻北指令，完成寻北并输出寻北结果2.1.4导航功能完成寻北后自动转入导航状态；具有INS纯惯性导航功能和INS/GNSS组合 导航功能2.2主要性能惯导系统的主要性能指标如表1所示表1 惯导系统主要性能指标基本功能性能寻北时间5min寻北精度0.05 deg/cos(L) (1。

)L为当地纬度姿态精度0.03 deg (1 o )定位导航精度纯惯性导航1.0 Nmile/h (CEP)INS/GNSS 组合导航2 m (1 o )角速度测量范围-400° /s~+400° /s加速度测量范围-35 g~ +35 g物理特性外形尺寸317±0.5mmX206±0.5 mmX 190±0.5 mm重量小于等于12 kg电源28 V±4 V DC功耗小于等于65 W对外接口RS-422 *2环境适应性工作温度-45 °C~ +55 °C振动5g, 20~2000HZ，三个方向各10分钟冲击30g、11ms，半正弦3 接口3.1 机械接口惯导系统采用4个M8-7H螺钉连接到专用过渡板上，过渡板采用4个M8-7H螺钉安装到用户载体上，载体安装平面其平面度要求优于0.02mm；其详细要求见图1 惯导系统机械接口图与图 2 过渡板接口图4x09^9気 二二°|图 2 专用过渡板机械接口图图3惯导系统等轴侧视图图4惯导系统正视图3.2 电气接口3.2.1电源接口电源接口用连接器选用的是中航光电(158厂)生产的JY27468T17B08PN圆 形插座其接口定义如表2所示表2惯导系统电源接口定义(JY27468T17B08PN)序号管脚号定义名称备注1C+24V24V电源2E+24V24V电源3D24V GND电源地4F24V GND电源地3.2.2通讯接口通讯接口连接器选用的是中航光电(158厂)生产的JY27468T17B12PN圆形插座。

其接口定义如表3所示表3惯导系统通信接口接口定义(JY27468T17B12PN)序号管脚号定义注释说明备注15TX1-RS422总线发送 负RS422总线——21TX1+RS422总线发送 正33RX1-RS422总线接收 负44RX1+RS422总线接收 正511TX1-RS422总线发送 负备用RS422总线——610TX1+RS422总线发送 正77RX1-RS422总线接收 负812RX1+RS422总线接收 正其余管脚为测试、调试专用卫星接收板 satellite receiver modi为 novatel oemv-lg卫星天线同轴电缆射频连接器选用型号为SMA-KFD73.3 通讯协议惯性系统详细通讯协议见附录A4 安装4.1 系统安装首先将惯导系统右侧的定位面靠紧专用过渡板的定位面，将惯导系统通过4个M8-7H螺钉紧固到专用过渡板上，将专用过渡板通过4个M8-7H螺钉固定到 载体上安装时，保证惯导系统Y轴指向载体前方，Z轴指向载体正上方用万用表检测系统附带电缆是否连接正常，包括电源电缆与通讯电缆、卫 星天线电缆用万用表检测车载电源是否在28 V±4 V的使用范围内 若以上两项检测均正常后，连接电源电缆、通讯电缆、卫星天线电缆。

安装确认无误后，即可通电进行测试4.2 系统安装偏角的标定 惯导系统（附带过渡板）每次安装到载体上后（包括拆卸过渡板后再安装），需要进行系统与载体安装偏角的测量与标定4.2.1俯仰安装偏差角Tbl.x与横滚安装偏差角Tbl.y标定 所需工具:水平仪，测角仪惯导系统安装到载体基座上后，用水平仪检验载体基座两个轴向（俯仰轴与 横滚轴）安装基准的水平，若没有水平，调整载体基座若最终无法调平，则须 用测角仪测量出载体基座的俯仰角与横滚角，具体记为Att.xO、Att.yO调平后进行五次寻北记录下每次寻北结束后的俯仰角与横滚角Att.xl,Att.x2,…人tt.x5； Att.yl,Att.y2,…人tt.y5计算平均值并记为：(单位: 度)Att.x=(Att.xl+Att.x2+ +Att .x5)/5 (1)Att.y=(Att.y1+Att.y2+ +Att .y5)/5 (2)则系统俯仰安装偏差角：(单位:度)Tbl.x二A tt .xO-A tt.x (3)则系统横滚安装偏差角：(单位:度)Tbl.y=A tt .y0-A tt.y (4)4.2.2航向安装偏差角Tbl.z标定所需工具:经纬仪两个,瞄准镜一个。

航向角标定说明如图3所示图3航向角标定说明图• OA：载体航向基准线(瞄准镜的瞄准线)• DE：直角镜轴线• OC：系统y轴指向• AB：两个经纬仪连线载体停于一地形较为平坦的地段，沿载体航向基准线方向上安置一瞄准镜,使得瞄准线水平在瞄准线上A点安装第一个经纬仪T1，要保证瞄准镜确定的 参考线OA与经纬仪的视向对准当确认位置后，建立零位参考OA在惯导系统的专用过渡板上的基准面预先安装有直角棱镜镜，在B点安装另 一经纬仪T2使T2通过直角棱镜形成自准直，即光从B点经直角棱镜返回后再 次经过B点，且使得OD水平当确认位置后，建立零位参考OD当两个经纬仪零位参考确定后，互相精确瞄准对方，并记录两个经纬仪显示 的角度数T1的数据为角BAO的度数，T2的数据为角ABO的度数角EOC为系统y轴与直角棱镜轴之间的夹角，此角度在标定前由实验室测出航向安装偏差角Tbl.z=角AOC二角 ABO+角 BAO-角 EOC （5）5 操作与使用5.1 上电自检惯导系统上电后自动进行系统初始化与设备自检，当系统完成自检且无故 障码报出后，即可进行寻北操作5.2 安装偏角的装订 安装系统到载体上时（包括拆卸后再安装），需要进行安装偏角的装订。

安装偏角的装订只能在上电后至发送“寻北命令”之间安装偏角装订后会自动存入系统中，除了拆卸再安装外在正常的使用中无 需再次输入5.3 寻北寻北命令可以在系统上电完成自检后或处于导航状态时发送发送寻北命令时，需精确得知当地的WGS-84坐标，进行初始坐标装订发 送“寻北”命令后，系统转入粗寻北状态，约60 s后，会提示转入“精寻北状 态”寻北完成后，系统提示并自行转入“导航状态”在寻北过程中需保持载体静止（载体不移动）允许在载体晃动（人员行走）、 发动机工作、阵风等情况下进行寻北操作5.4 导航系统完成寻北后会自动进入导航模式导航模式分为“纯惯性导航模式”与“ INS+GNSS组合导航模式”两种系统会自行检测GNSS信号的状态，并切换相应工作状态当GNSS信号异常时，系统会进入“纯惯性导航模式”；当GNSS信号正常时, 系统会自行切换为“INS+GNSS组合导航模式”以保证系统的导航精度5.5 关机 在任何情况下都可进行系统关机操作，关机时只需关闭系统供电电源即可6 故障与排除 本惯导系统如有以下故障现象时，应立即关闭供电电源记录故障现象，联 系本公司进行维修1) 自检异常，有故障字报出；2) 状态转换异常、主要功能丧失(如：不能进入导航状态、)；3) 导航信息异常(如：寻北结果偏差较大或定位信息偏差较大)。

4) 其它故障附录A HT-LG-H激光惯性导航系统通讯协议A.1惯导系统向用户终端发送的导航信息惯导系统上电启动后通过RS-422适时发送导航数据信息帧，发送频率可通过 命令设置，可设置为1Hz、5Hz、10Hz、50Hz、100Hz五个档惯导系统到用户终端导航数据信息的见表A.1；惯导系统的工作状态信息见 表A.2数据由高字节高位到低字节低位依次排列，数据中字节传输顺序由低字 节到高字节依次传输表A.1惯导系统到用户终端导航数据信息字节序号数据类型备注1unsigned char帧头：0xAA2unsigned char标识：0x01（标识导航数据信息帧）3-6Float俯仰（°）7-10Float横滚（°）11-14Float偏航（°）15-18Float经度（m）19-22Float纬度（m）23-26Float高度（m）27-30Float东向速度（m/s）31-34Float北向速度（m/s）35-38Float天向速度（m/s）39-42int工作状态信息（详见表A.2）43-44unsigned short int帧尾：0x0D0A表A.2惯导系统工作状态位信息序号释义1等待状态2对准状态3导航状态4-10备用11X轴陀螺功能正常（1/正常，0/异常）12Y轴陀螺功能正常（1/正常，0/异常）13Z轴陀螺功能正常（1/正常，0/异常）14X轴加速度计功能正常（1/正常，0/异常）15Y轴加速度计功能正常（1/正常，0/异常）16Z轴加速度计功能正常（1/正常，0/异常）23纯惯性导航模式24Ins+Gps组合导航模式25-31备用32GPS有效标识备注所有位信息中，1表示有效，0表示无效A.2 用户终端到惯导系统的数据通信协议。

A.2.1 命令格式定义用户终端通过RS-422发送惯导系统控制命令共42字节，数据由高字节高 位到低字节低位依次排列，数据中字节传输顺序由低字节到高字节依次传输详 细见表A.3表A.3用户终端到惯导系统的数据通信协议字节序号数据类型备注1-2unsigned short int帧头0xAA553unsigned char命令号寻北：4安装偏差标定：53导航信息输出频率设置：84-7floa t寻北为：初始纬度（单位:度）安装偏差标定为：俯仰安装偏角（单位:度） 导航信息输出频率设置为：18-11floa t寻。